水質(zhì)基礎(chǔ)知識

1、水質(zhì)基礎(chǔ)知識一、9種水中的雜質(zhì)0二.10種常見的水處理方法1三、各種水處理方法與處理對象的比較5四、水處理常用名詞解釋6一、9種水中的雜質(zhì)1、微粒物質(zhì)(ParticulateMatter)包括泥沙、鐵銹、藻類、懸浮物、微纖維等微粒雜質(zhì)，肉眼可見。這些微粒常常懸浮在水流之中，水產(chǎn)生的渾濁現(xiàn)象。這些微粒很不穩(wěn)定，可以通過沉淀和過濾而除去。水在靜置的時候，重的微粒(主要是砂子和粘土一類的無機物質(zhì))會沉下來。輕的微粒(主要是動植物及其殘骸的一類有機化合物)會浮于水面上，用預(yù)沉，過濾等分離方法可以除去。微粒物質(zhì)是造成濁度、色度、氣味的主要來源。自來水、二次供應(yīng)的自來水、江河湖泊水中均可能存在。2、膠體物

2、質(zhì)膠體物質(zhì)是比離子物質(zhì)大而比顆粒物質(zhì)小、直徑在10-410-6mm之間的微粒。膠體是許多分子和離子的集合物。天然水中的無機礦物質(zhì)膠體主要是鐵、鋁和硅的化合物。水中的有機膠體物質(zhì)主要是植物或動物的肢體腐爛和分解而成的腐殖物。其中以湖泊水中的腐殖質(zhì)含量最多，因此常常使水呈黃綠色或褐色。膠體顆粒不能藉重力自行沉降而去除，一般是在水中加入藥劑破壞其穩(wěn)定，使膠體顆粒增大而沉降予以去除。地表水或地下水都可能存在膠體物質(zhì)。3、離子物質(zhì)(Ionicmaterial)包括：陽離子、陰離子。陽離子如鈣離子、鎂離子、鐵離子等；陰離子氯離子、硫酸鹽離子、磷酸鹽離子等。離子物質(zhì)通常易溶于水中，溶解物質(zhì)可以用離子交換或除

3、鹽等方法予以去除。4、不反應(yīng)的溶解氣體如空氣中的氮氣等。5、可反應(yīng)的溶解氣體天然水中常見的溶解氣體有氧氣（02）、二氧化碳（CO2）、有時還有硫化氫（HS）、2二氧化硫（S02）、氮氣（N2）和氨（NH3）等。這些溶解于水中的氣體，大都對金屬有腐蝕作用，是引起水系統(tǒng)金屬腐蝕的重要因素?？諝庵械腃0對純水影響最大。2C02存在于空氣中并很容易溶于水中，使水質(zhì)呈酸性，即PH值低于7。水質(zhì)越純，越易受空氣的影響，影響主要表現(xiàn)為PH值、電導(dǎo)（阻）率。6、微生物主要指水中的細菌含量。中國自來水的常規(guī)細菌允許含量100cfu/ml;純水的常規(guī)細菌允許含量1cfu/ml。7、熱源熱源又稱細菌內(nèi)毒素，主要用于

4、醫(yī)藥用水特別是注射用水時需考量熱源的含量控制。實驗室中有細胞培養(yǎng)等生物方面的應(yīng)用時，對熱源用含量控制要求。8、有機物質(zhì)水中的有機物質(zhì)主要是指腐殖酸、生活污水和工業(yè)廢水的污染物。腐殖物質(zhì)是水生生物一類的生命活動過程的產(chǎn)物。這些有機物污染著水體，并使水質(zhì)惡化。水中的有機物有個共同特點，就是要進行生物氧化分解，需要消耗水中的溶解氧，而與致水中缺氧。同時會發(fā)生腐敗發(fā)醉，使細菌滋長，惡化水質(zhì)，破壞水體；工業(yè)用水的有機污染，還會降低產(chǎn)品的質(zhì)量。有機物是引起水體污染的主要原因之一。地表水中有機物含量通常高于地下水中的含量。9、殘留消毒劑自來水公司為控制水中的細菌含量，會添加消毒劑來控制總細菌數(shù)。常用的消毒劑

5、為含氯制劑，當氯加到水中會產(chǎn)生含氧化性極強的化合物如余氯，起到消毒殺菌的作用。對于采用反滲透技術(shù)的水處理設(shè)備而言，氧化性極強的余氯會對RO膜造成很大的損傷，因此在預(yù)處理中必須嚴格去除。常用活性碳吸附去除。二.10種常見的水處理方法1 .沉淀過濾法這是一種最原始的過濾方法，它是依靠水中微粒雜質(zhì)的自身重量下沉來達到分離的目的。常用于水中雜質(zhì)顆粒較大的場所，如江河湖水的初步目然澄清過濾2 .蒸儲法低沸點蒸儲法是把水加熱，變成氣體，分出混入氣相中的低沸點成分或飛沫成分,氣體放于大氣中。不揮發(fā)性不純物殘留于液相中，成為濃縮液排由。如此把水精制成高純度的水。此法耗電耗水量很大，且使用時需有人看守，使用不方

6、便，現(xiàn)已較少使用。3 .薄膜微孔過濾（MF）法薄膜微孔過濾法包括三種形式：深層過濾、篩網(wǎng)過濾、表面過濾。深層過濾是以編織纖維或壓縮材料制成的基質(zhì)，利用隋性吸附或是捕捉方式來留住顆粒，如常用的多介質(zhì)過濾或砂濾；深層過濾是一種較為經(jīng)濟的方式，可去除98%以上的懸浮固體，同時保護下游的純化單元不會被堵塞，因此通常做為預(yù)處理。表面過濾則是多層結(jié)構(gòu)，當溶液通過濾膜時，較濾膜內(nèi)部孔隙大的顆粒將被留下來，并主要堆積在濾膜表面上，如常用的PP纖維過濾。表面過濾可去除99.9%以上的懸浮固體，所以也可作為預(yù)處理或澄清用。篩網(wǎng)濾膜基本上是具有一致性的結(jié)構(gòu)，就象篩子一般，將大于孔徑的顆粒，都留在表面上（這種濾膜的孔

7、量度是非常精準的），如超純水機終端使用的用點保安過濾器；篩網(wǎng)過濾微孔過濾一般被置于純化系統(tǒng)中的最終使用點，以去除最后的殘留微量樹脂片、碳屑、膠體和微生物。4、活性炭吸附法異味、余氯、殘留消毒物等有機活性炭依靠吸附和過濾作用主要去除水中的異色、物雜質(zhì)。5 .電滲析滲析是一種物理現(xiàn)象。如將兩種不同濃度的鹽水，用一張滲透膜隔開，濃度高的鹽水中的溶質(zhì)如無機鹽離子通過膜向濃度低的鹽水中滲透，這個現(xiàn)象就是滲析。這種滲析是由于含鹽量濃度不同而引起的，稱為濃差滲析。因為是以濃度差作為推動力，擴散速度始終是比較慢的。如果要加快這個速度，就可以在膜的兩邊加一直流電極。電解質(zhì)在電場的作用下，會加快遷移的速度，這就稱

8、為電滲析。電滲析耗電量大，且滲析膜片易壞，在反滲透技術(shù)出現(xiàn)后已很少使用。6 .離子交換（IX）法離子交換法的原理是將原水*中的無機鹽陰陽離子如鈣離子Ca2+、鎂離子Mg2+、硫2-酸鹽SO4、硝酸鹽NO3等，通過與離子交換樹脂交換，使水中的陰、陽離子與樹脂中的陰陽離子相交換，從而使水得到軟化或純化。注1:原水是指相對于每一個過濾單元而言，其進水就稱為原水。離子交換樹脂*分為陰離子樹脂（R-OH）和陽離子樹脂（H-R和Na-R）兩種，其中陽離子樹脂根據(jù)其活性基團的不同而分為鈉型樹脂（Na-R）和氫型樹脂（H-R）。鈉型樹脂常用于水質(zhì)軟化，氫型樹脂常和陰離子樹脂R-OH一起配合使用，以去除水中的無

9、機鹽陰陽離子，使水質(zhì)純化為超純水。注2:離子交換樹脂指離子交換樹脂的高分子基團通常以R表示。純化過程：如以H-R代表氫型陽樹脂，其純化水質(zhì)的交換過程如下：2H-R+Ca2+=R2Ca+2H+2R-OH+SO42-=R2SO4+2OH-以上過程中生成的H+和OH-再反應(yīng)：H+OH-=H2O即水質(zhì)通過離子交換器后，水中的無機鹽陰陽離子被置換成H2O,達到純化的目的。軟化過程：如以Na-R代表鈉型樹脂，其交換過程如下：十2+2Na-R+Ca=R2Ca+2Na2Na-R+Mg2+=R2Mg+2Na+即水質(zhì)通過鈉離子交換器后，水中的Ca2+、Mg2+被置換成Na+,達到軟化的目的。離子交換樹脂使用一段時

10、間后，樹脂中的離子被交換完全后，達到飽和程度，失去離子交換能力，此時就需要對樹脂進行再生。軟化樹脂需要用Nacl即食鹽溶液進行再生，再生過程的化學(xué)反應(yīng)與上述軟化過程的離子交換反應(yīng)正好相反。純化水用陽樹脂需要用酸進行再生，陰樹脂需要用堿進行再生。再生過程的化學(xué)反應(yīng)與上述純化過程的離子交換反應(yīng)正好相反。7 .超過濾（UF）法微孔薄膜是依其過濾孔徑的大小來去除微粒，而超濾（UF）薄膜則像一個分子篩，0.01它以尺寸為基準，讓溶液通過極微細的孔，以達到分離溶液中不同大小分子之目的超濾膜是一種強韌、薄、具有選擇性的通透膜，通常認為其過濾孔徑約為mm,可截留某種特定大小以上的分子，包括：膠質(zhì)、微生物和熱源

11、。較小的分子，例如：水和離子，都可通過濾膜。超濾法常用于果汁濃縮、中草藥提取、反滲透的預(yù)處理、超純水的終端保安過濾等。8 .反滲透（RO）法一種高新膜分離技術(shù)。它是以壓力為推動力，利用反滲透膜只能透水而不能透過溶質(zhì)的選擇性，從含有各種無機物、有機物、微生物的水體中，提取純水的物質(zhì)分離過程。反滲透膜的孔徑小于10埃（1埃等于10一10米），具有極強的篩分作用，其脫鹽率高達99%,除菌率大于99.5%o可去除水中的無機鹽、糖類、氨基酸、細菌、病毒等雜質(zhì)?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于海水的淡化處理、純凈水的生產(chǎn)，超純水的制備、及其它以細菌、熱原、膠體、微粒和有機物為去除目的的先進工藝。如果以原水水質(zhì)及產(chǎn)水水質(zhì)為基

12、準，經(jīng)過適當設(shè)計后，RO是將自來水純化的最經(jīng)濟的有效方法，同時也是超純水系統(tǒng)最好的前處理方法。9 .紫外線（UV）、臭氧滅菌法紫外燈所放射出來的254nm的紫外線是一種有效的殺菌方法，因為細菌中的DNA及蛋白質(zhì)會有吸收紫外線導(dǎo)致死亡。紫外線滅菌法臭氧滅菌法：采用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧，加入純水中，滅菌效果極好。10、EDI法一種新的去離子水處理方法。又稱連續(xù)電除鹽技術(shù)，EDI裝置將離子交換樹脂充夾在陰/陽離子交換膜之間形成EDI單元。這種方法不需再用酸堿對樹脂進行再生，環(huán)保性好?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用。各種水處理方法與處理對象的比較符號標注：表7K優(yōu)良，。表7K良，表尚可，X表不好離子狀物質(zhì)微粒子微生物熱源

13、有機物1）活性炭過濾X因炭沫等而增加X層內(nèi)的微生物增殖X有除去能，也會因?qū)觾?nèi)菌而增加1000-2000O有效果2）離子交換大致完全脫鹽X因樹脂破片等而增加X層內(nèi)的微生物增殖-X稍有除去能力，但常自行氧化劣化而成為有機物源3）反滲透O脫鹽率90-99%10A以上者除去O內(nèi)毒素0.1ng/ml以下兔子試驗合格邕魚試驗依有機物種類除去40-90%分子量200-300以下穿過4)超濾(UF)不除去20A以上者除去同上O同上也取決于分劃分子量，除去分子量1萬-2萬以上的物質(zhì)5）精密過濾-除去能力大O-6）蒸儲大致完全脫鹽（小s=0.2）除去但要注意，飛沫同伴除去內(nèi)毒素0.1ng/ml以下大白鼠試驗合格邕

14、魚試驗除去7）紫外線殺菌X有機物氧化分解，如CO2溶解于水產(chǎn)生的水質(zhì)電阻變化-O殺菌-O有機物氧化分解四、水處理常用名詞解釋1 .什么是水的渾濁度？答：由于水中含有微粒雜質(zhì)，使得原是無色透明的水產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象，其渾濁的程度稱為渾濁度。渾濁度的單位是用“度NTU”來表示的?？刂茰啙岫仁枪I(yè)水處理的一個重要內(nèi)容，根據(jù)水的不同用途，對渾濁度有不同的要求：生活飲用水的渾濁度不得超過5度；在工業(yè)水處理中，主要是采用混凝、澄清和過濾的方法來降低水的渾濁度。2 .什么是水的硬度？答：水中有些金屬陽離子，同一些陰離子結(jié)合在一起，容易形成水垢，附著在物體表面，我們把水中這些金屬離子的總濃度稱為水的硬度。如在天然水

15、中最常見的金屬離子是鈣離子(Ca2+)和鎂離子(Mg2+)、它與水中的陰離子如碳酸根離子(CO32-)、碳酸氫根離子(HCO-)、硫酸根離子(SO2-)、氯離子(Cl-)、以及硝酸根離子(NO-)等結(jié)3 43合在一起。形成鈣鎂的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯化物、以及硝酸鹽等硬度。水中的鐵、鎰、鋅等金屬離子也會形成硬度，但由于它們在天然水中的含量很少，可以略去不計。因此，通常就把Ca2+、Mg2+的總濃度看作水的硬度。通常，地下水、井水等的硬度較大，地表水的硬度較小。中國北方地區(qū)的水質(zhì)較硬，南方地區(qū)的水質(zhì)較軟。若水質(zhì)的硬度較大，則在反滲透處理之前必須對原水進行軟化，否則易在RO膜表面結(jié)垢，影響R

16、O膜的產(chǎn)水質(zhì)量及使用壽命。水的硬度對鍋爐用水的影響很大，因此，鍋爐用水時必須進行軟化或除鹽處理。3 .什么是水的總固體、溶解固體和是懸浮固體？答：水中除了溶解氣體之外的一切雜質(zhì)稱為總固體。而水中的固體又可分為溶解固體和懸浮固體。這二者的總和即稱為水的總固體。溶解固體是指水經(jīng)過過濾之后，那些仍然溶于水中的各種無機鹽類、有機物等。懸浮固體是指那些不溶于水中的泥砂、粘土、有機物、微生物等懸浮物質(zhì)。總固體的測定是蒸干水分再稱重得到的O4 .什么是水的含鹽量？TDS值？答：水的含鹽量(也稱礦化度)是表示水中所含鹽類的的總含量。由于水中各種鹽類一般均以離子的形式存在，所以含鹽量也可以表示為水中各種陽離子的

17、量和陰離子的量的和。水的含鹽量與溶解固體的含義有所不同，因為溶解固體不僅包括水中的溶解鹽類，還包括有機物質(zhì)。同時，水的含鹽量與總固體的含義也有所不同，因為總固體不僅包括溶解固體、還包括不溶解于水的懸浮固體。所以，溶解固體和總固體在數(shù)量上都要比含鹽量高。但是，在不很嚴格的情況下，當水比較清凈時，水中的有機物質(zhì)含量比較少，有時候也用溶解固體的含量來近似地表示水中的含鹽量。水質(zhì)的TDS值是指溶解性總固體含量。在水處理計算中，通常被用作水質(zhì)含鹽量的代替值，?？捎肨DS筆作快速測得，其單位為。通常TDS、電導(dǎo)率間的關(guān)系可簡易換算為：1ppm=2us/cm5 .水的電阻率、電與率？二者的關(guān)系？答：水的電阻

18、率和電導(dǎo)率的大小,與水中含鹽量的多少、水中離子濃度、離子的電荷數(shù)以及離子的運動速度有關(guān)。水越純，電阻率越大，電導(dǎo)率越小。電阻和電導(dǎo)是成反比的關(guān)系。目前最純的水質(zhì)電阻率為18.25MQ.cm。需了解中國實驗室水質(zhì)標準GB6682-92的PH、電阻等指標。水質(zhì)越純，電阻率和電與率越易受空氣中的CO2的影響，因此超純水的電導(dǎo)電阻檢測必須在線檢測，才可保證其準確性。6 .什么是水的PH值？有什么意義？答：水的PH值是表示水質(zhì)酸堿性的相對值。PH值范圍規(guī)定在1-14之間，以7為中性的界限，KPH<7時水質(zhì)為酸性，PH值越小，酸性越強；7<PH<14時水質(zhì)為堿性，PH值越大，堿性越強。純水的PH值很容易受空氣中的CO2的影響，水質(zhì)越純，對CO2的溶解性越強，因此中國實驗室水質(zhì)標準GB6682-92對一、二級純水的PH值不作規(guī)定。7 .什么是ppm、ppb?答：1ppm(partspermillion)就是指1毫克/升。即表示1升水中含有多少毫克的雜質(zhì)，故1毫克/升的雜質(zhì)相當于水中含有百